科學家基于韋布空間望遠鏡JWST繪出迄今清晰宇宙蛛網圖

上海自動化儀表四廠近日，美國加州大學河濱分?？蒲袌F隊表示，利用美國國家航空航天局(NAS

A)的詹姆斯韋布空間望遠鏡(JWST)，科學家繪制出迄今細節(jié)豐富的宇宙蛛網圖，將這張龐大宇宙

網絡形成時間追溯至宇宙誕生約10億年時期。

　　相關研究成果Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the C

osmic Web up to z ～ 7 with the Largest JWST Survey于近日發(fā)表于《天體物理學雜志》。

　　JWST是NASA、歐洲航天局(ESA)和加拿大國家航天局(CSA)聯(lián)合研發(fā)的紅外空間望遠鏡，被

視為哈勃空間望遠鏡的正式繼任者。JWST的工作波段覆蓋0.6至28微米，橫跨近紅外到中紅外區(qū)

間，而哈勃望遠鏡僅能觀測1.6微米以下的近紅外波段。這一覆蓋范圍的擴展意味著JWST能夠捕

捉到哈勃無法觸及的宇宙極早期信號，同時JWST主反射鏡由18塊六邊形鍍金鈹鏡拼接而成，口徑

達6.5米，集光面積為哈勃望遠鏡的5倍以上。更大的鏡面意味著能夠接收到更多來自暗淡天體的微

弱光子，靈敏度大幅提升。這兩方面的綜合優(yōu)勢使JWST成為觀測宇宙“黎明時期”的理想工具。

　　上海自動化儀表四廠宇宙蛛網，科學界更常稱為“宇宙大尺度結構”，是宇宙中星系、星系團

等物質在億光年尺度上呈現(xiàn)的宏觀分布形態(tài)。它并非無序的隨機分布，而是呈現(xiàn)出一種高度組織化

的三維網絡結構。

　　宇宙蛛網的起源可以追溯到宇宙大爆炸之后極早期的微小密度漲落。在漫長的時間進程中，引

力將這些微小的密度差異不斷放大，物質逐步聚集，最終演化出今天觀測到的絲狀網絡結構。理解

宇宙蛛網的形成與演化，對于揭示暗物質、暗能量的本質以及星系如何在不同的宇宙環(huán)境中誕生和

成長，都具有根本性的科學意義。

　　由加州大學河濱分校與卡內基天文臺研究生Hossein Hatamnia領導的研究團隊，利用加權核

密度估計方法，將超過16萬個星系的測光紅移數(shù)據(jù)進行了精確分析，重構了跨越近137億年宇宙歷

史的大尺度結構演化圖景。這一研究將人類對宇宙網絡的追溯邊界推進到了宇宙誕生后約10億年(

紅移z≈7)，系統(tǒng)揭示了星系在宇宙網中的分布規(guī)律從極早期到鄰近宇宙的完整演化軌跡。

　　該研究清晰地揭示了宇宙網中的“環(huán)境效應”如何驅動星系的演化。研究團隊發(fā)現(xiàn)，宇宙中的

大尺度密度環(huán)境在星系成長過程中扮演了至關重要的角色：在宇宙極早期，位于纖維節(jié)點、密度高

的區(qū)域孕育出了早一批大質量星系(即星系團前身的“原星系團”)；隨著宇宙不斷膨脹和演化，環(huán)

境效應對低質量星系恒星形成的作用愈發(fā)顯著。研究第一作者Hatamnia總結道：“我們第一次能

夠研究星系在星團和纖維結構中、跨越整個宇宙時間的演化——從宇宙只有10億歲時一直到現(xiàn)在

鄰近的宇宙。JWST改變了我們對宇宙的認知，而COSMOS-Web項目從立項之初就為我們提供了

大范圍、大深度的觀測視野。”

　　上海自動化儀表三廠研究團隊已經將這批包含16.4萬個星系的星表、宇宙密度數(shù)據(jù)以及展示

宇宙蛛網數(shù)十億年演化歷程的視頻面向全球公開發(fā)布，延續(xù)了COSMOS項目一向秉持的開放科學

傳統(tǒng)。這一寶貴的數(shù)據(jù)資產將在未來若干年內持續(xù)為全球天文學家提供研究資源，上海自動化儀

表三廠推動人類對宇宙演化歷史的認知不斷邁向新的高度。